[发明专利]认知无线传感网络中多信道机会路由协议的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于认知无线传感网络数据通信的路由协议，属信息技术领域。

背景技术

多跳的认知无线传感网络(CRSN)因为它的低成本、多领域的应用和高效的频谱利用率在过去的十几年内越来越受到欢迎。然而，由于无线信道的一些特性，采用传统的路由方式所取得的吞吐量并不理想。

机会路由(Opportunistic Routing)是用来处理无线信道的不可靠性的一项比较好的技术，它与传统的确定性的路由协议不同。在早期的工作当中，文献“Exor:Opportunistic multi-hop routing for wireless networks(无线网络中的多跳机会路由协议)”,in SIGCOMM’05,Philadelphia,Pennsylvania,Aug.2005(2005年8月SIGCOMM在宾夕法尼亚的费城).提出了ExOR机会路由协议，该路由协议是根据网络全局的信息来选择竞争节点集及其竞争集节点的优先级，这种方式能够取得比传统的确定性路由协议更高的端到端吞吐量。文献“Trading structure for randomness in wireless opportunistic routing(无线机会路由中数据传输的随机性实现)”,Proceedings of the 2007conference on Applications,technologies,architectures,and protocols for computer communications,August 27-31,2007,Kyoto,Japan(2007年8月27日到31日，计算机通信中的应用，技术，结构，协议的会议,在日本京都)中提出了MORE机会路由协议，在MORE中不需要额外的协调器来协调路由器并且该方案能够取得更高的吞吐量在无线mesh网中。但是，这些机会路由协议都假设网络中的所有节点都工作于同一个信道。

文献“Routing in multi-radio,multi-hop wireless mesh networks(无线mesh网络中多天线对跳的路由协议).”In:Proc.of ACM MobiCom,Philadelphia,PA,March 2004(2004年3月ACM MobiCom在宾夕法尼亚的费城)中提出了一个新的代价函数(WCETT)适用于多信道的自组织网络，并且保证了每次数据传输不同的信道将会被选择。但是WCETT是在每个节点的天线根数等于信道个数的假设下设计得到的。文献“Routing and link-layer protocols for multi-channel multi-interface Ad Hoc wireless networks.”(Ad hoc无线网络中对于多信道多天线的路由和链路层的协议)In:SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review,vol 1,January 2006,pp 31–43(SIGMOBILE移动计算与通信,第1卷,2006年1月，第31页至43页)提出了一个称为MCR的代价函数用于处理更一般的场景，每个节点的天线根数可以少于信道个数。

在认知无线网络中，典型的路由协议有文献“Efficient Routing Algorithms for Multi-Channel Dynamic Spectrum Access Networks”(多信道的动态频谱接入网络中有效的路由算法介绍)，2nd IEEE International Symposium on New Frontiers in Dynamic Spectrum Access Networks,2007,PP.288-291(第二节IEEE关于动态频谱介入网络的国际会议，2007年第288至291页)中提出的一种基于单天线多信道多跳的动态频谱接入的路由算法；文献“Joint on-demand routing and spectrum assignment in Cognitive Radio Networks”(在认知无线网络中联合按需路由和频谱的分配),2007IEEE International Conference on Communications,Vols 1-14,PP.6499-6503(2007年IEEE国际通信会议，卷1-14，第6499至6503页)提出的一种将频谱配置和按需路由(AODV)结合起来的方案。

由于结构及硬件的多样性，工作环境的复杂性，应用需求的千差万别，目前CRSN尚没有“全能，普适”的路由协议。